趙宇

摘 要:近年來,浙江省選考化學“反應原理類綜合大題”具有題型穩定、考點鮮明、拉分效應明顯、區分度高等特點,充分彰顯了強大的測試功能與價值正取向。因此,對這類題型進行特點分析、拉分原因分析及高分突破策略研究,并為一線師生提供有效參據等具有重要意義。
關鍵詞:選考化學;反應原理類;綜合大題;高分突破;策略研究
一、特點分析
近年來,浙江省選考化學“反應原理類綜合大題”題型主要把熱化學、電化學、化學反應速率及三大平衡等知識點融合在一起命題,并常載有圖像或表格等形式。重點考查熱化學(或離子、電極)方程式的書寫、離子濃度大小比較、反應速率大小、平衡常數及轉化率的計算、電化學裝置、平衡曲線的識別與繪制等。設問較多,考查的內容也就繁雜,導致思維轉換角度大,試題難度大,對思維能力要求高,成為較為集中的高考得分拉分點。就此類綜合大題的命題背景來說,通常有兩種:一是利用現行教材中學生熟悉的知識為背景命題;二是利用學生不熟悉的,但與日常生產、生活、科學實驗等密切相關的學科素材為背景命題。且后者較為常見。因此,該類題知識覆蓋面廣、綜合性較強、分值高,能較好的全面考查學生對《化學反應原理》等模塊各主干知識的掌握情況與綜合能力。
二、突破策略
雖然該類題設問多,考查內容豐富,但都在選考要求范圍之內,往往不會出現偏、怪、難等怪異現象,因此要充滿信心,分析時要冷靜,不能急于求成。畢竟這類試題考查的內容很基礎,是得分的主陣地,所以復習時一定要重視諸如蓋斯定律的應用與熱化學方程式的書寫技巧及注意事項,有關各類平衡移動的判斷、常數的表達式、影響因素及相關計算,電離程度、水解程度的強弱判斷及離子濃度大小比較技巧等基礎知識。這些都是平時復習時應特別強調的重點,也是選考拉分現象的重災區。當然,在全面突破與搶占這部分高考內容得分制高點時,如不能夠很好地讀懂圖表、不能夠抓住圖表信息及不能夠精準作圖等,也都是拉分失分的主要原因。
三、考點分析
歷年來浙江省高考選考化學在反應原理類內容上所考查的熱點、重點及拉分點主要波及化學平衡(側重化學平衡常數表達式及其計算等);催化劑(側重催化劑概念及原理、催化劑參與反應過程中的量化計算、催化劑與溫度關系問題、催化劑的選擇性問題等);氫鍵(側重氫鍵形成條件、氫鍵種類、氫鍵特點、氫鍵對物質的物理性質的影響等);電化學(側重電解電極方程式書寫等);作圖問題;原因分析問題等。現僅舉反應原理中常考的作圖問題與大家共享共勉,以期達高分突破之神效。
該類試題圖像往往具有簡明、直觀、形象等特點,但蘊含著豐富的信息量,經常涉及的圖像(表格)類型比較龐雜,因此,作圖的命題角度十分靈活。但萬變不離其宗,通常作圖題的理論依據還是速率理論和平衡移動原理。因此,要求對理論達到深度理解,突破理解上的重難點。如,升高溫度,正逆反應速率都升高,只是升高的程度大小不同;增大濃度,反應速率增大(但當往體系中加入某一物質時,若該物質為固體和純液體時,不影響速率);改變壓強時,必須引起參與反應的物質的濃度變化才可能引起速率的改變;催化劑同等程度的改變正逆反應速率但不影響平衡轉化率,但如果不是平衡態,在相同時間內使用催化劑和不使用催化劑,對非平衡轉化率還是有影響的。因此,作圖時要倍加注意諸如起點、拐點、關鍵點、終點和曲線變化趨勢等重要信息。另外,還要弄清反應的類別是指單一反應、還是平行反應或連續反應;弄清外界條件的改變是對速率和平衡的單一影響還是同時影響,所作曲線是平衡態曲線還是非平衡態曲線及非平衡態至平衡態曲線等。
[例]F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應:
其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示[t=∞時,N2O5(g)完全分解]:
25℃時,N2O4(g)2NO2(g)反應的平衡常數Kp=kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數,計算結果保留1位小數)。并請畫出N2O4(g)2NO2(g)反應的平衡常數Kp隨溫度變化的曲線圖(從25℃開始畫)。
[解析]
方法一:
得圖像:
方法二:設35.8kPaN2O5(g)中有xkPaN2O5(g)參加反應①,有ykPaN2O5(g)參加反應②。據反應方程式前后體積關系,則:
2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)
2 4 1
x 2.5x
2N2O5(g)→2N2O4(g)+O2(g)
2 2 1
y 1.5y
x+y=35.8
{2.5x+1.5y=63.1
解得:x=9.4,y=26.4
P(NO2)=18.8kPa,P(N2O4)=26.4kPa
Kp=P(NO2)2/P(N2O4)=18.82/26.4kPa=13.4kPa,圖像同方法一。
方法三:設35.8kPaN2O5(g)中有有xkPaN2O5(g)參加反應①,則有(35.8-x)kPaN2O5(g)參加反應②。據反應方程式前后體積關系,可知P(O2)=35.8/2=17.9kPa,即:
2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)
2 4 1
x 2x
2N2O5(g)→2N2O4(g)+O2(g)
2 2 1
35.8-x35.8-x
所以,P(NO2)+P(N2O4)=63.1-17.9=45.2kPa,即2x+(35.8-x)=45.2
解得:x=9.4,圖像同方法一。
[高分突破策略]題中提到的剛性反應器,意思是說容器體積不變,這時候利用分壓即可按照濃度方式代入化學平衡常數(K)計算公式進行計算,方法一最為傳統,只不過計算稍微復雜,但容易理解及接受;方法二主要是抓住了反應前后體積變化關系,即本題中反應前后體積膨脹的倍數關系即理解為反應前后分壓增大的倍數關系,這樣關于x、y的二元方程組很容易列出并求解;方法三最為簡捷,關鍵在于不管兩方程式發生的比例如何,都不影響生成O2的量,即生成O2的分壓為17.9kPa,因為兩反應式中N2O5與O2的關系均為2:1。另外,畫圖像時,起點值是可以確定的,即13.4kPa,并且還要注意題目要求是從25℃開始畫的。因此,答此題一定要注意細節問題,否則極容易拉分。